專利名稱：流量負(fù)載均衡方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)，特別涉及流量負(fù)載均衡方法和裝置。
背景技術(shù)：
隨著企業(yè)對信息訪問依賴性的增加，數(shù)據(jù)中心對企業(yè)日常業(yè)務(wù)影響也越來越大。 一旦企業(yè)的數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障，將對企業(yè)日常業(yè)務(wù)的正常運(yùn)作造成極大的沖擊，給企業(yè)帶 來巨大的損失?？偟膩砜矗瑪?shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障時(shí)，企業(yè)的損失分為以下幾個方面對企業(yè)日 常工作的沖擊比如員工無法正常工作、直接財(cái)產(chǎn)損失，比如訂單丟失、企業(yè)合作伙伴損失賠 償?shù)?、企業(yè)聲譽(yù)的損失比如失去部分客戶等。因此，可靠性已經(jīng)成為衡量一個數(shù)據(jù)中心優(yōu)劣 的重要方面。目前，為了提高數(shù)據(jù)中心的可靠性，在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中會采用雙節(jié)點(diǎn)、雙鏈路冗余 組網(wǎng)方案。同時(shí)，為了提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、鏈路的利用率，通常會采用目前最先進(jìn)的鏈路聚合技 術(shù)和堆疊技術(shù)。下面分別對鏈路聚合技術(shù)和堆疊技術(shù)進(jìn)行描述鏈路聚合技術(shù)鏈路聚合，也稱為以太網(wǎng)鏈路聚合，其是將多個物理以太網(wǎng)端口聚合在一起構(gòu)成 一個邏輯上的聚合鏈路，也即，同一聚合鏈路內(nèi)的多條物理鏈路被視為一條邏輯鏈路。其 中，構(gòu)成聚合鏈路的多條物理鏈路被稱為成員鏈路。通過鏈路聚合，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流量在聚 合鏈路中各個成員鏈路之間分擔(dān)，以增加帶寬，并且，同一聚合鏈路的各個成員鏈路之間彼 此動態(tài)備份，提高了連接可靠性。其中，聚合鏈路可分為兩類負(fù)載分擔(dān)聚合鏈路和非負(fù)載分擔(dān)聚合鏈路。目前，負(fù) 載分擔(dān)聚合鏈路是主流的應(yīng)用方式。其中，負(fù)載分擔(dān)聚合鏈路的聚合負(fù)載分擔(dān)模式是可以 選擇性的被配置，通過改變聚合負(fù)載分擔(dān)的模式可以靈活地實(shí)現(xiàn)聚合組流量的負(fù)載分擔(dān)。堆疊技術(shù)所謂堆疊技術(shù)，其核心思想是將多臺設(shè)備通過堆疊口級聯(lián)在一起，進(jìn)行必要的配 置后，虛擬化成一臺“分布式設(shè)備”，為了便于描述，這個“虛擬設(shè)備”也稱為堆疊設(shè)備，構(gòu)成 該堆疊設(shè)備的各個設(shè)備稱為成員設(shè)備，各成員設(shè)備之間的連接稱為堆疊鏈路，具體如圖1 所示。通過堆疊技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多臺成員設(shè)備的協(xié)同工作、統(tǒng)一管理和不間斷維護(hù)。在堆疊技術(shù)中存在本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先的概念。所謂本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先具體為堆疊設(shè)備 中的成員設(shè)備接收的數(shù)據(jù)流優(yōu)先從本設(shè)備的出接口轉(zhuǎn)發(fā)，只有在本設(shè)備沒有出接口的情況 下，才會通過堆疊鏈路將接收的數(shù)據(jù)流發(fā)送至其他成員設(shè)備，由其他成員設(shè)備的出接口轉(zhuǎn) 發(fā)。參見圖2，圖2為現(xiàn)有本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先示意圖。如圖2所示，2臺交換機(jī)即交換機(jī)1和交 換機(jī)2進(jìn)行級聯(lián)，構(gòu)成堆疊設(shè)備。堆疊設(shè)備的下行和上行均支持鏈路聚合。堆疊設(shè)備中的 成員設(shè)備比如交換機(jī)1接收的數(shù)據(jù)流會優(yōu)先從本設(shè)備的出接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，當(dāng)該交換機(jī)1沒 有出接口時(shí)，才會通過與另一成員設(shè)備比如交換機(jī)2間的堆疊鏈路將接收的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)到 交換機(jī)2的出接口，由該出接口轉(zhuǎn)發(fā)。通過本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先，能夠保證數(shù)據(jù)流一般不經(jīng)過堆疊 鏈路，如此，可以要求堆疊設(shè)備中的成員設(shè)備無需設(shè)置比較多的堆疊口，降低了設(shè)備成本，并且，由于數(shù)據(jù)流經(jīng)過最少的設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)，這減少了轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延。以上對鏈路聚合技術(shù)和堆疊技術(shù)進(jìn)行了描述，下面對采用鏈路聚合技術(shù)和堆疊技 術(shù)的數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)進(jìn)行描述。參見圖3，圖3為現(xiàn)有典型的數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)示意圖。圖3所示的組網(wǎng)分為核心層、 匯聚層、接入層三層結(jié)構(gòu)。其中，匯聚層上的設(shè)備即設(shè)備C和設(shè)備D級聯(lián)成堆疊設(shè)備，核心 層上的設(shè)備即設(shè)備A和設(shè)備B級聯(lián)成堆疊設(shè)備，而接入層沒有采用堆疊技術(shù)。在圖3中，各 層設(shè)備(即接入層的接入設(shè)備E至接入設(shè)備H、匯聚層的堆疊設(shè)備和核心層的堆疊設(shè)備)之 間通過聚合鏈路連接(在圖3以圓圈顯示)，其中，匯聚層的堆疊設(shè)備與核心層的堆疊設(shè)備 之間的聚合鏈路至少為1條，圖3為簡單描述，僅示出了一條，記為L11。在圖3所示的組網(wǎng)中，接入層上的接入設(shè)備即接入設(shè)備E至接入設(shè)備H分別接入 1個以上的終端服務(wù)器(圖3未示出)，匯聚層上的設(shè)備即設(shè)備C和設(shè)備D作為網(wǎng)關(guān)，匯聚 層和核心層之間跑路由。這是目前最常見的組網(wǎng)方式。在該組網(wǎng)方式中，終端服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)流先到達(dá)接入層。當(dāng)接入層上的接入設(shè) 備接收到該數(shù)據(jù)流時(shí)，將配置的負(fù)載均衡算法和該數(shù)據(jù)流的目的MAC地址做Hash運(yùn)算，根 據(jù)哈希運(yùn)算結(jié)果從用于轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流的聚合鏈路中選擇成員鏈路(實(shí)質(zhì)為選擇用于轉(zhuǎn)發(fā) 該數(shù)據(jù)流的聚合出端口)，之后通過該成員鏈路向匯聚層轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流。但是，由于不同終端服務(wù)器、不同業(yè)務(wù)應(yīng)用對應(yīng)不同流量的數(shù)據(jù)流，甚至不同數(shù)據(jù) 流的流量相差非常大，這就導(dǎo)致上述聚合鏈路中各個成員鏈路上的流量是不均衡的。當(dāng)該 不均衡流量傳輸至匯聚層中的堆疊設(shè)備時(shí)，由于堆疊設(shè)備的成員設(shè)備具有上述的本地轉(zhuǎn)發(fā) 優(yōu)先特性，即，當(dāng)匯聚層中堆疊設(shè)備的成員設(shè)備接收到數(shù)據(jù)流時(shí)優(yōu)先通過聚合鏈路中自身 的出接口對應(yīng)的成員鏈路轉(zhuǎn)發(fā)，這會導(dǎo)致該堆疊設(shè)備與核心層之間的聚合鏈路比如圖3所 示的聚合鏈路Lll中成員鏈路的流量不均衡，比如，聚合鏈路Lll中存在圖4所示的一條成 員鏈路比如設(shè)備C和設(shè)備A之間的鏈路Lca滿負(fù)荷過載丟包，其他成員鏈路比如設(shè)備D和設(shè) 備B之間的鏈路Ldb輕載的情況，從而使匯聚層到核心層的聚合鏈路負(fù)載均衡成為一句空 話，嚴(yán)重影響了用戶服務(wù)質(zhì)量，降低了整個系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了流量負(fù)載均衡方法和裝置，以實(shí)現(xiàn)匯聚層到核心層之間的聚合鏈路 負(fù)載均衡。本發(fā)明提供的技術(shù)方案包括一種流量負(fù)載均衡處理方法，包括匯聚層中堆疊設(shè)備監(jiān)控其與核心層之間聚合鏈路的流量；所述堆疊設(shè)備在監(jiān)控出聚合鏈路存在流量不均衡時(shí)，從該聚合鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流 中找出引起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流；所述堆疊設(shè)備確定該找出的數(shù)據(jù)流進(jìn)入自身的入接口，重新為該入接口分配新的 MAC地址，并向終端服務(wù)器發(fā)送該入接口被分配的新MAC地址，以通過所述終端服務(wù)器利用 該新MAC地址作為目的MAC地址發(fā)送數(shù)據(jù)流來將所述流量不均衡轉(zhuǎn)化為流量均衡。一種流量負(fù)載均衡裝置，該裝置為匯聚層中的堆疊設(shè)備，具體包括監(jiān)控單元，用于監(jiān)控所述裝置與核心層之間聚合鏈路的流量；
查找單元，用于在所述監(jiān)控單元監(jiān)控出聚合鏈路存在流量不均衡時(shí)，從該聚合鏈 路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中找出引起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流；分配單元，包括確定子單元、分配子單元和發(fā)送子單元，其中，所述確定子單元，用于確定所述查找單元找出的數(shù)據(jù)流進(jìn)入所述裝置的入接口 ；所述分配子單元，用于為所述確定子單元確定的入接口重新分配新的MAC地址；所述發(fā)送子單元，用于向終端服務(wù)器發(fā)送所述確定子單元確定的入接口被分配的 新MAC地址，以通過所述終端服務(wù)器利用該新MAC地址作為目的MAC地址發(fā)送數(shù)據(jù)流來將 所述流量不均衡轉(zhuǎn)化為流量均衡。由以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明中，匯聚層中堆疊設(shè)備監(jiān)控與核心層之間聚合 鏈路的流量，當(dāng)監(jiān)控出聚合鏈路存在流量不均衡時(shí)，從該聚合鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中找出引 起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流，確定該找出的數(shù)據(jù)流對應(yīng)的入接口，重新為該入接口分配新的 MAC地址，并向終端服務(wù)器發(fā)送該入接口被分配的新MAC地址，這樣，當(dāng)終端服務(wù)器后續(xù)向 被分配了新MAC地址的入接口發(fā)送數(shù)據(jù)流時(shí)，就以該新MAC地址作為目的MAC地址發(fā)送，當(dāng) 接入設(shè)備接收到該數(shù)據(jù)流時(shí)，利用該新MAC地址從聚合鏈路中選擇一成員鏈路，通過該選 擇的成員鏈路轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流至匯聚層，而匯聚層中堆疊設(shè)備的成員設(shè)備接收到數(shù)據(jù)流時(shí)， 依據(jù)本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先原則從聚合鏈路中選擇成員鏈路，通過該選擇的成員鏈路向核心層轉(zhuǎn)發(fā) 該數(shù)據(jù)流。從概率上來說，接入設(shè)備依據(jù)新MAC地址確定的成員鏈路會與之前依據(jù)舊MAC 地址(分配新MAC地址之前使用的MAC地址)確定的成員鏈路不同，這保證了接入設(shè)備轉(zhuǎn) 發(fā)的兩種不同的數(shù)據(jù)流(即用新MAC地址作為目的MAC地址的數(shù)據(jù)流與用舊MAC地址作為 目的MAC地址的數(shù)據(jù)流)到達(dá)匯聚層中堆疊設(shè)備的不同成員設(shè)備，基于堆疊設(shè)備中成員設(shè) 備的本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先特性，這會減輕了匯聚層中堆疊設(shè)備與核心層之間聚合鏈路中成員鏈路 之間極端異常的流量不均衡現(xiàn)象，使該現(xiàn)象向好的方面即聚合鏈路中成員鏈路之間流量負(fù) 載均衡轉(zhuǎn)化。


圖1為現(xiàn)有堆疊技術(shù)示意圖；圖2為現(xiàn)有本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先示意圖；圖3為現(xiàn)有典型的數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)示意圖；圖4為現(xiàn)有聚合鏈路中成員鏈路負(fù)載不均衡示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的基本流程圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對 本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。參見圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的基本流程圖。該圖5所示的流程應(yīng)用于接入 層接入、匯聚層上的設(shè)備作為網(wǎng)關(guān)，匯聚層和核心層之間跑路由的組網(wǎng)方式。其中，接入層 中接入設(shè)備根據(jù)來自終端服務(wù)器的數(shù)據(jù)流的目的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流至匯聚層，匯聚層中堆疊設(shè)備通過聚合鏈路向核心層轉(zhuǎn)發(fā)接收的數(shù)據(jù)流?；诖耍鐖D5所示，該方法包括步驟501，匯聚層中的堆疊設(shè)備監(jiān)控與核心層之間聚合鏈路的流量。在本步驟501中，被監(jiān)控的聚合鏈路為從所述堆疊設(shè)備至核心層之間的聚合鏈路 中指定的至少一條聚合鏈路，其中，該指定操作可由用戶根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、或者實(shí)際情況執(zhí)行。步驟502，堆疊設(shè)備在監(jiān)控出聚合鏈路存在流量不均衡時(shí)，從該聚合鏈路傳輸?shù)臄?shù) 據(jù)流中找出引起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流。本步驟502中，當(dāng)聚合鏈路中一條成員鏈路的使用帶寬超過第一設(shè)定閾值，且與 其他一條成員鏈路的使用帶寬之差超過第二設(shè)定閾值時(shí)，確定該聚合鏈路存在流量不均基于此，步驟502中的所述從該聚合鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中找出引起該流量不均衡 的數(shù)據(jù)流包括統(tǒng)計(jì)出所述聚合鏈路中使用帶寬超過第一設(shè)定閾值，且與其他一條成員鏈 路的使用帶寬之差超過第二設(shè)定閾值的成員鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，按照選取大流量數(shù)據(jù)流的 原則從統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)流中選取設(shè)定值N條數(shù)據(jù)流，將選取的數(shù)據(jù)流確定為引起該流量不均 衡的數(shù)據(jù)流。比如，堆疊設(shè)備監(jiān)控出其與核心層之間的聚合鏈路Ll中存在成員鏈路Lla的 使用帶寬超過第一設(shè)定閾值，且與其他一條成員鏈路比如Llb的使用帶寬之差超過第二設(shè) 定閾值，則，堆疊設(shè)備確定聚合鏈路Ll存在流量不均衡，并統(tǒng)計(jì)出聚合鏈路Ll中成員鏈路 Lla上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，從統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)流中選取N條流量比較大的數(shù)據(jù)流，將選取的該N條 數(shù)據(jù)流確定為引起該聚合鏈路Ll流量不均衡的數(shù)據(jù)流。在上面描述中，第一設(shè)定閾值與第二設(shè)定閾值無關(guān)，兩者在設(shè)定時(shí)，均可根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 或者實(shí)際情況設(shè)置，本發(fā)明實(shí)施例并不具體限定。另外，在上面描述中，N的取值也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者實(shí)際情況設(shè)置，較佳地，本發(fā)明建 議該N取值為10。步驟503，堆疊設(shè)備確定該找出的數(shù)據(jù)流進(jìn)入自身的入接口，重新為該入接口分配 新的MAC地址，并向終端服務(wù)器發(fā)送該入接口被分配的新MAC地址，以通過所述終端服務(wù)器 利用該新MAC地址作為目的MAC地址發(fā)送數(shù)據(jù)流來將所述流量不均衡轉(zhuǎn)化為流量均衡。本步驟503中，堆疊設(shè)備確定該找出的數(shù)據(jù)流進(jìn)入自身的入接口包括針對找出 的每一數(shù)據(jù)流，所述堆疊設(shè)備確定該數(shù)據(jù)流的源IP地址，根據(jù)該確定的源IP地址通過單播 逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)(URPF)查找到該數(shù)據(jù)流的入接口。其中，上述的入接口具體為VLAN虛接口。VLAN虛接口的MAC地址為終端服務(wù)器 通過接入設(shè)備向匯聚層轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流的目的MAC地址，該MAC地址是匯聚層中堆疊設(shè)備中的 成員設(shè)備比如匯聚交換機(jī)創(chuàng)建該VLAN虛接口時(shí)為該VLAN虛接口分配的，其是可以修改的。 也即，VLAN虛接口的MAC地址是可以被重新分配的。另外，本步驟503中，所述堆疊設(shè)備向終端服務(wù)器發(fā)送該入接口被分配的新MAC 地址是通過接入層中的接入設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，具體包括所述堆疊設(shè)備在被分配了新MAC地址 的入接口上發(fā)送免費(fèi)ARP報(bào)文；接入層中接收到所述免費(fèi)ARP報(bào)文的接入設(shè)備將所述免費(fèi) ARP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至其接入的終端服務(wù)器。另外，本步驟503中，所述通過終端服務(wù)器利用新MAC地址作為目的MAC地址發(fā)送 數(shù)據(jù)流來將所述流量不均衡轉(zhuǎn)化為流量均衡是通過以下方式實(shí)現(xiàn)終端服務(wù)器向其接入的接入設(shè)備發(fā)送目的MAC地址為新MAC地址的數(shù)據(jù)流；所述接入設(shè)備接收到終端服務(wù)器發(fā)送 的數(shù)據(jù)流后，將該數(shù)據(jù)流的目的MAC地址和負(fù)載均衡算法進(jìn)行哈希運(yùn)算，根據(jù)哈希運(yùn)算結(jié) 果從用于轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流的聚合鏈路中選擇出一條成員鏈路(比如，用于轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流的聚 合鏈路中各成員鏈路被分別編號，從該聚合鏈路中選擇出編號為所述哈希運(yùn)算結(jié)果的成員 鏈路)，通過該確定的成員鏈路向匯聚層轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流；匯聚層中堆疊設(shè)備的成員設(shè)備接 收到數(shù)據(jù)流時(shí)，按照本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先的原則從用于轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流的聚合鏈路中選擇出一條成 員鏈路，通過該確定的成員鏈路向核心層轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流。從概率上來說，當(dāng)接入設(shè)備依據(jù)新MAC地址確定成員鏈路時(shí)，會由于與之前依據(jù) 的舊MAC地址(即被分配新MAC地址之前所采用的MAC地址)不同而導(dǎo)致確定的成員鏈路 與之前確定的成員鏈路不同，進(jìn)而保證了本次轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)流與之前的數(shù)據(jù)流到達(dá)匯聚層中 堆疊設(shè)備的不同成員設(shè)備。這樣，由于匯聚層中堆疊設(shè)備的成員設(shè)備具有本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先的 特性，當(dāng)與之前不同的成員設(shè)備接收到數(shù)據(jù)流時(shí)，其會優(yōu)先通過本設(shè)備的出端口向核心層 轉(zhuǎn)發(fā)接收的數(shù)據(jù)流，這改善了聚合鏈路中成員鏈路流量負(fù)載不均衡的現(xiàn)象，使這種現(xiàn)象向 流量負(fù)載均衡轉(zhuǎn)化。至此，完成圖5所示的流程。為使圖5所示的流程更加容易理解，下面通過圖6進(jìn)行詳細(xì)描述。參見圖6，圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的組網(wǎng)示意圖。為簡單描述，圖6僅示出了匯 聚層中存在一個堆疊設(shè)備(由設(shè)備C和設(shè)備D級聯(lián)成的堆疊設(shè)備1)、核心層中存在一個堆 疊設(shè)備(由設(shè)備A和設(shè)備B級聯(lián)成的堆疊設(shè)備2)、以及接入層中存在4個接入設(shè)備(即設(shè) 備E至設(shè)備H)。圖6以接入層中的接入設(shè)備不以IRF設(shè)計(jì)為例。另外，圖6中各層之間的設(shè)備通過聚合鏈路連接，具體如圖6所示的圓圈。并且， 為簡單描述，圖6僅示出了堆疊設(shè)備1與堆疊設(shè)備2之間存在一個聚合鏈路L，該聚合鏈路 L包含兩個成員鏈路，分別為設(shè)備C與設(shè)備A之間的鏈路L。A、設(shè)備D與設(shè)備B之間的鏈路 Ldb。多個聚合鏈路的原理與該一個聚合鏈路的原理類似。基于圖5所示的流程，則首先，堆疊設(shè)備1監(jiān)控聚合鏈路L的流量。如果堆疊設(shè)備 1與堆疊設(shè)備2之間存在多個聚合鏈路，則可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者實(shí)際情況從該多個聚合鏈路中 指定其中的若干個。當(dāng)堆疊設(shè)備1監(jiān)控出聚合鏈路L中的一個成員鏈路(以下以Lca為例)的使用帶 寬(這里可以采用使用帶寬的百分比)超過第一設(shè)定閾值，且與另一條成員鏈路Ldb的使用 帶寬(這里可以采用使用帶寬的百分比)差值超過第二設(shè)定閾值，則認(rèn)為聚合鏈路L存在 嚴(yán)重的流量不均衡現(xiàn)象，需要立刻調(diào)整?；诖?，堆疊設(shè)備1從Lca上找出流量比較大的N條數(shù)據(jù)流。之后，針對每一條數(shù) 據(jù)流，根據(jù)該數(shù)據(jù)流的源地址通過URPF查找該數(shù)據(jù)流進(jìn)入自身的入接口即vlan虛接口，為 該數(shù)據(jù)流對應(yīng)的vlan虛接口重新分配新MAC地址，其中，該分配具體實(shí)現(xiàn)時(shí)可為從匯聚層 對應(yīng)的MAC地址池中隨機(jī)分配一個MAC地址，只要與該vlan虛接口之前的MAC地址不同即 可。如此，即可為該N條數(shù)據(jù)流對應(yīng)的vlan虛接口重新分配MAC地址。之后，堆疊設(shè)備1在被分配了新MAC的vlan虛接口上發(fā)送免費(fèi)ARP報(bào)文，接收到 該免費(fèi)ARP報(bào)文的接入設(shè)備從免費(fèi)ARP報(bào)文中學(xué)習(xí)新MAC地址，并將所述免費(fèi)ARP報(bào)文轉(zhuǎn) 發(fā)至其接入的終端服務(wù)器，終端服務(wù)器從免費(fèi)ARP報(bào)文中得到新MAC地址，并利用得到的新MAC地址更新ARP表項(xiàng)。當(dāng)終端服務(wù)器再次向被分配了新MAC地址的vlan虛接口發(fā)送數(shù)據(jù) 流時(shí)，將該新MAC地址作為該數(shù)據(jù)流的目的MAC地址；當(dāng)接入層中的接入設(shè)備接收到終端服 務(wù)器再次發(fā)送的數(shù)據(jù)流時(shí)，重新根據(jù)新的目的MAC地址和負(fù)載均衡算法進(jìn)行哈希計(jì)算，根 據(jù)該哈希運(yùn)算結(jié)果從用于轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流的聚合鏈路中選擇成員鏈路。從概率上講，接入設(shè) 備會由于目的MAC地址不同而導(dǎo)致該確定的成員鏈路與之前確定的成員鏈路不同，之后通 過該確定的成員鏈路向匯聚層發(fā)送該數(shù)據(jù)流。 當(dāng)匯聚層中堆疊設(shè)備1的成員設(shè)備接收到該數(shù)據(jù)流時(shí)，優(yōu)先通過本地的出端口發(fā) 送?；谏厦婷枋龅慕尤朐O(shè)備會由于目的MAC地址不同而導(dǎo)致該確定的成員鏈路與之前確 定的成員鏈路不同，則可以得到該數(shù)據(jù)流與之前發(fā)送的數(shù)據(jù)流到達(dá)匯聚層中堆疊設(shè)備1的 成員設(shè)備不同，比如之前到達(dá)堆疊設(shè)備1的設(shè)備C，本次到達(dá)設(shè)備D，如此，設(shè)備D從聚合鏈 路L的成員鏈路Ldb上將接收的數(shù)據(jù)流發(fā)送出去，這一方面，減輕了 L。a的負(fù)載，另一方面，使 Ldb與Lca之間的負(fù)載趨向平衡。 可以看出，從概率上來說，終端服務(wù)器采用新MAC作為目的MAC地址發(fā)送數(shù)據(jù)流會 打破之前聚合鏈路中成員鏈路之間那種極端異常的流量不均衡現(xiàn)象，使該現(xiàn)象向好的方面 即聚合鏈路中成員鏈路之間流量負(fù)載均衡轉(zhuǎn)化。當(dāng)然，如果堆疊設(shè)備1后續(xù)又監(jiān)控到與核心層之間聚合鏈路出現(xiàn)流量不均衡現(xiàn)象 時(shí)，可以重復(fù)上面的方法。也即，本發(fā)明提供的方法是一個循環(huán)的、不斷優(yōu)化的自動過程。至此，完成本發(fā)明實(shí)施例提供的方法描述。下面對本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置進(jìn)行 描述。參見圖7，圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置結(jié)構(gòu)圖。該裝置為匯聚層中的堆疊設(shè) 備，如圖7所示，該裝置具體包括監(jiān)控單元、查找單元和分配單元。其中，監(jiān)控單元，用于監(jiān)控所述裝置與核心層之間聚合鏈路的流量；查找單元，用于在所述監(jiān)控單元監(jiān)控出聚合鏈路存在流量不均衡時(shí)，從該聚合鏈 路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中找出引起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流；分配單元，包括確定子單元、分配子單元和發(fā)送子單元，其中，所述確定子單元，用于確定所述查找單元找出的數(shù)據(jù)流進(jìn)入所述裝置的入接口 ；所述分配子單元，用于為所述確定子單元確定的入接口重新分配新的MAC地址；所述發(fā)送子單元，用于向終端服務(wù)器發(fā)送所述確定子單元確定的入接口被分配的 新MAC地址，以通過所述終端服務(wù)器利用該新MAC地址作為目的MAC地址發(fā)送數(shù)據(jù)流來將 所述流量不均衡轉(zhuǎn)化為流量均衡。本實(shí)施例中，如圖7所示，所述查找單元包括鏈路不均衡確定子單元和數(shù)據(jù)流查 找子單元。其中，鏈路不均衡確定子單元，用于當(dāng)聚合鏈路中一條成員鏈路的使用帶寬超過 第一設(shè)定閾值，且該成員鏈路與其他一條成員鏈路的使用帶寬之差超過第二設(shè)定閾值時(shí)， 確定該聚合鏈路存在流量不均衡。數(shù)據(jù)流查找子單元，用于統(tǒng)計(jì)出所述聚合鏈路中使用帶寬超過第一設(shè)定閾值，且 與其他一條成員鏈路的使用帶寬之差超過第二設(shè)定閾值的成員鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，按照選 取大流量數(shù)據(jù)流的原則從統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)流中選取設(shè)定值N條數(shù)據(jù)流，將選取的數(shù)據(jù)流確定 為弓I起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流。
本實(shí)施例中，所述確定子單元用于針對找出的每一數(shù)據(jù)流，確定該數(shù)據(jù)流的源IP 地址，根據(jù)該確定的源IP地址通過單播逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)URPF查找到該數(shù)據(jù)流的入接口 ；所述 入接口為虛擬局域網(wǎng)VLAN虛接口。所述發(fā)送子單元在被分配了新MAC地址的入接口上向接入層發(fā)送免費(fèi)ARP報(bào)文， 以使接入層中接收到所述免費(fèi)ARP報(bào)文的接入設(shè)備將所述免費(fèi)ARP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至其接入的終 端服務(wù)器。需要說明的是，所述裝置還包括級聯(lián)成所述裝置的多個成員設(shè)備(在圖7中未示 出)。其中，每一成員設(shè)備在接收到接入層中接入設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)流時(shí)，按照本地轉(zhuǎn)發(fā) 優(yōu)先的原則從用于轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流的聚合鏈路中選擇出一條成員鏈路，通過該確定的成員鏈 路向核心層轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流；這里，該數(shù)據(jù)流的目的MAC地址為新MAC地址，接入設(shè)備通過以 下操作將該數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)至所述成員設(shè)備將作為該數(shù)據(jù)流目的MAC地址的新MAC地址和負(fù) 載均衡算法進(jìn)行哈希運(yùn)算，根據(jù)哈希運(yùn)算結(jié)果從用于轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流的聚合鏈路中選擇出一 條成員鏈路，利用該確定的成員鏈路向匯聚層轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流。至此，完成本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置描述。由以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明中，接入層中接入設(shè)備根據(jù)來自終端服務(wù)器的 數(shù)據(jù)流的目的MAC地址從聚合鏈路中選擇一成員鏈路，通過該選擇的成員鏈路轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù) 流至匯聚層，匯聚層中堆疊設(shè)備依據(jù)本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先的原則從聚合鏈路中選擇成員鏈路轉(zhuǎn)發(fā) 接收的數(shù)據(jù)流至核心層，并監(jiān)控與核心層之間聚合鏈路的流量，當(dāng)監(jiān)控出聚合鏈路存在流 量不均衡時(shí)，從該聚合鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中找出引起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流，確定該找出 的數(shù)據(jù)流對應(yīng)的入接口，重新為該入接口分配新的MAC地址，并通過接入設(shè)備向終端服務(wù) 器發(fā)送該入接口被分配的新MAC地址，這樣，當(dāng)終端服務(wù)器后續(xù)向被分配了新MAC地址的入 接口發(fā)送數(shù)據(jù)流時(shí)，就以該新MAC地址作為目的MAC地址向接入設(shè)備發(fā)送，當(dāng)接入設(shè)備接收 到該數(shù)據(jù)流時(shí)，利用該新MAC地址從聚合鏈路中選擇一成員鏈路，通過該選擇的成員鏈路 轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流至匯聚層，而匯聚層中堆疊設(shè)備的成員設(shè)備接收到數(shù)據(jù)流時(shí)，依據(jù)本地轉(zhuǎn)發(fā) 優(yōu)先原則從聚合鏈路中選擇成員鏈路，通過該選擇的成員鏈路向核心層轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流。從 概率上來說，接入設(shè)備依據(jù)新MAC地址確定的成員鏈路會與之前依據(jù)舊MAC地址(分配新 MAC地址之前使用的MAC地址)確定的成員鏈路不同，這保證了接入設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的兩種不同的 數(shù)據(jù)流(即用新MAC地址作為目的MAC地址的數(shù)據(jù)流與用舊MAC地址作為目的MAC地址的 數(shù)據(jù)流)到達(dá)匯聚層中堆疊設(shè)備的不同成員設(shè)備，基于本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先原則，進(jìn)而減輕了匯 聚層中堆疊設(shè)備與核心層之間聚合鏈路中成員鏈路之間極端異常的流量不均衡現(xiàn)象，使該 現(xiàn)象向好的方面即聚合鏈路中成員鏈路之間流量負(fù)載均衡轉(zhuǎn)化。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種流量負(fù)載均衡方法，其特征在于，該方法包括匯聚層中堆疊設(shè)備監(jiān)控其與核心層之間聚合鏈路的流量；所述堆疊設(shè)備在監(jiān)控出聚合鏈路存在流量不均衡時(shí)，從該聚合鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中找 出引起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流；所述堆疊設(shè)備確定該找出的數(shù)據(jù)流進(jìn)入自身的入接口，重新為該入接口分配新的MAC 地址，并向終端服務(wù)器發(fā)送該入接口被分配的新MAC地址，以通過所述終端服務(wù)器利用該 新MAC地址作為目的MAC地址發(fā)送數(shù)據(jù)流來將所述流量不均衡轉(zhuǎn)化為流量均衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合鏈路存在流量不均衡包括當(dāng)聚合鏈路中一條成員鏈路的使用帶寬超過第一設(shè)定閾值，且該成員鏈路與其他一條 成員鏈路的使用帶寬之差超過第二設(shè)定閾值時(shí)，確定該聚合鏈路存在流量不均衡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述從聚合鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中找出引 起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流包括統(tǒng)計(jì)出所述聚合鏈路中使用帶寬超過第一設(shè)定閾值，且與其他一條成員鏈路的使用帶 寬之差超過第二設(shè)定閾值的成員鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流；按照選取大流量數(shù)據(jù)流的原則從統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)流中選取設(shè)定值N條數(shù)據(jù)流，將選取的 數(shù)據(jù)流確定為引起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述堆疊設(shè)備確定該找出的數(shù)據(jù) 流進(jìn)入自身的入接口包括針對找出的每一數(shù)據(jù)流，所述堆疊設(shè)備確定該數(shù)據(jù)流的源IP地址，根據(jù)該確定的源IP 地址通過單播逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)URPF查找到該數(shù)據(jù)流的入接口 ；所述入接口為虛擬局域網(wǎng)VLAN虛接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述堆疊設(shè)備向終端服務(wù)器發(fā)送 該入接口被分配的新MAC地址包括所述堆疊設(shè)備在被分配了新MAC地址的入接口上向接入層發(fā)送免費(fèi)地址解析協(xié)議ARP 報(bào)文；接入層中接收到所述免費(fèi)ARP報(bào)文的接入設(shè)備將所述免費(fèi)ARP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至其接入的 終端服務(wù)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述通過終端服務(wù)器利用新MAC 地址作為目的MAC地址發(fā)送數(shù)據(jù)流來將所述流量不均衡轉(zhuǎn)化為流量均衡包括終端服務(wù)器向其接入的接入設(shè)備發(fā)送目的MAC地址為新MAC地址的數(shù)據(jù)流；所述接入設(shè)備接收到終端服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)流后，將該數(shù)據(jù)流的目的MAC地址和負(fù)載 均衡算法進(jìn)行哈希運(yùn)算，根據(jù)哈希運(yùn)算結(jié)果從用于轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流的聚合鏈路中選擇出一條 成員鏈路，通過該確定的成員鏈路向匯聚層轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流；匯聚層中堆疊設(shè)備的成員設(shè)備接收到數(shù)據(jù)流時(shí)，按照本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先的原則從用于轉(zhuǎn)發(fā) 該數(shù)據(jù)流的聚合鏈路中選擇出一條成員鏈路，通過該確定的成員鏈路向核心層轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù) 流。
7.一種流量負(fù)載均衡裝置，其特征在于，該裝置為匯聚層中的堆疊設(shè)備，具體包括監(jiān)控單元，用于監(jiān)控所述裝置與核心層之間聚合鏈路的流量；查找單元，用于在所述監(jiān)控單元監(jiān)控出聚合鏈路存在流量不均衡時(shí)，從該聚合鏈路傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)流中找出引起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流；分配單元，包括確定子單元、分配子單元和發(fā)送子單元，其中，所述確定子單元，用于確定所述查找單元找出的數(shù)據(jù)流進(jìn)入所述裝置的入接口 ；所述分配子單元，用于為所述確定子單元確定的入接口重新分配新的MAC地址；所述發(fā)送子單元，用于向終端服務(wù)器發(fā)送所述確定子單元確定的入接口被分配的新 MAC地址，以通過所述終端服務(wù)器利用該新MAC地址作為目的MAC地址發(fā)送數(shù)據(jù)流來將所述 流量不均衡轉(zhuǎn)化為流量均衡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述查找單元包括鏈路不均衡確定子單元，用于當(dāng)聚合鏈路中一條成員鏈路的使用帶寬超過第一設(shè)定閾 值，且該成員鏈路與其他一條成員鏈路的使用帶寬之差超過第二設(shè)定閾值時(shí)，確定該聚合 鏈路存在流量不均衡。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述查找單元還包括數(shù)據(jù)流查找子單元，用于統(tǒng)計(jì)出所述聚合鏈路中使用帶寬超過第一設(shè)定閾值，且與其 他一條成員鏈路的使用帶寬之差超過第二設(shè)定閾值的成員鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，按照選取大 流量數(shù)據(jù)流的原則從統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)流中選取設(shè)定值N條數(shù)據(jù)流，將選取的數(shù)據(jù)流確定為引 起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一所述的裝置，其特征在于，所述確定子單元用于針對找出 的每一數(shù)據(jù)流，確定該數(shù)據(jù)流的源IP地址，根據(jù)該確定的源IP地址通過單播逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā) URPF查找到該數(shù)據(jù)流的入接口 ；所述入接口為虛擬局域網(wǎng)VLAN虛接口。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)送子單元在被分配了新 MAC地址的入接口上向接入層發(fā)送免費(fèi)地址解析協(xié)議ARP報(bào)文，以使接入層中接收到所述 免費(fèi)ARP報(bào)文的接入設(shè)備將所述免費(fèi)ARP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至其接入的終端服務(wù)器。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括級聯(lián)成所述 裝置的多個成員設(shè)備；每一成員設(shè)備在接收到接入層中接入設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)流時(shí)，按照本地轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先的原則 從用于轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流的聚合鏈路中選擇出一條成員鏈路，通過該確定的成員鏈路向核心層 轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流；其中，該數(shù)據(jù)流的目的MAC地址為新MAC地址，接入設(shè)備通過以下操作將該數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā) 至所述成員設(shè)備將作為該數(shù)據(jù)流目的MAC地址的新MAC地址和負(fù)載均衡算法進(jìn)行哈希運(yùn) 算，根據(jù)哈希運(yùn)算結(jié)果從用于轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流的聚合鏈路中選擇出一條成員鏈路，利用該確 定的成員鏈路向匯聚層轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流。
全文摘要
本發(fā)明提供了流量負(fù)載均衡方法和裝置。其中，該方法包括匯聚層中堆疊設(shè)備監(jiān)控其與核心層之間聚合鏈路的流量；所述堆疊設(shè)備在監(jiān)控出聚合鏈路存在流量不均衡時(shí)，從該聚合鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中找出引起該流量不均衡的數(shù)據(jù)流；所述堆疊設(shè)備確定該找出的數(shù)據(jù)流進(jìn)入自身的入接口，重新為該入接口分配新的MAC地址，并向終端服務(wù)器發(fā)送該入接口被分配的新MAC地址，以通過所述終端服務(wù)器利用該新MAC地址作為目的MAC地址發(fā)送數(shù)據(jù)流來將所述流量不均衡轉(zhuǎn)化為流量均衡。采用本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)匯聚層到核心層之間聚合鏈路中各成員鏈路負(fù)載均衡。
文檔編號H04L29/12GK102118319SQ20111008635
公開日2011年7月6日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者李蔚 申請人:杭州華三通信技術(shù)有限公司